氣門(mén)熱擠壓成形過(guò)程模擬及其模具優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、氣門(mén)是發(fā)動(dòng)機(jī)“心臟”零件，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)向高速、大功率方向發(fā)展所需氣門(mén)規(guī)格、品種及數(shù)量也愈來(lái)愈多，對(duì)其質(zhì)量要求愈來(lái)愈高。熱擠壓工藝生產(chǎn)氣門(mén)鍛件同其它生產(chǎn)工藝相比，具有工藝穩(wěn)定性好，產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今氣門(mén)尤其是轎車(chē)氣門(mén)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。 根據(jù)我國(guó)轎車(chē)制造工藝的迅速發(fā)展和課題組承擔(dān)的“氣門(mén)熱擠壓技術(shù)和電動(dòng)螺旋壓力機(jī)研究”的需要,本論文著重進(jìn)行了氣門(mén)的熱擠壓成形工藝分析和成形過(guò)程模擬。氣

2、門(mén)熱擠壓工藝具有以上優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著缺點(diǎn)；如模具特別是凹模壽命低，加熱質(zhì)量要求嚴(yán)格。模具壽命低是當(dāng)前氣門(mén)熱擠壓生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題，急需解決。 本文在闡述氣門(mén)生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，研究了熱擠壓工藝的變形特點(diǎn)，以及存在的問(wèn)題。在分析金屬塑性成形過(guò)程的基礎(chǔ)上，闡述了剛—粘塑性材料模型，重點(diǎn)論述了一維粘塑性本構(gòu)關(guān)系及復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系、動(dòng)應(yīng)力模型，以及剛粘塑性變形的變分原理和有限元列式，為氣門(mén)熱擠壓成形的數(shù)值模擬打

3、下了理論基礎(chǔ)。 本文在分析傳統(tǒng)的熱擠壓模具主要因磨損過(guò)快而影響其使用壽命的原因和機(jī)理的基礎(chǔ)上，歸納了基于塑性成形理論的四種理論及半經(jīng)驗(yàn)半理論的型腔輪廓設(shè)計(jì)方法，提出了基于序列二次規(guī)劃法的優(yōu)化理論的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了具有組合結(jié)構(gòu)的熱擠壓和鐓鍛成形模具。 針對(duì)DCI11氣門(mén)熱擠壓模具壽命過(guò)低的問(wèn)題，利用上述成果，基于剛塑性有限元與熱力耦合的思路，采用DEFORM商業(yè)軟件對(duì)擠壓和終鍛成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得氣門(mén)鍛件熱擠壓和